人教版物理必修1伽利略对自由落体运动的研究.ppt

追寻大师的足迹走进科学的殿堂,（1564-1642）,伽利略对自由落体运动的研究,他是位伟大的哲学家，师从柏拉图（柏拉图师从苏格拉底）公无前343-333年为亚历山大大帝的老师；他开创了逻辑学、伦理学、政治学、生物学著有工具论形而上学物理学气象学政治学伦理学,1225年，巴黎大学正式把他的著作列为必读书籍；他的论天说:“土或火的质量越大，它朝向其本身位置的运动越快”所以，石块比羽毛下落得快；他认为凡是运动都需要不断的施加力量.,Aristotels,他在米开朗其罗去世前三天出生的，1564年2月15日生于比萨，当时文艺复兴已基本完成。青年时期的他非常信仰亚里士多德，后任教于比萨和帕多瓦大学，他的墓志铭上写着“他失明了，因为自然界已经没有剩下什么他没有看过的东西了”他首先发明了温度计，他还发明了望远镜来观测天空，支持日心说；他相信自然界的规律是简单的，在落体运动中有着深刻的研究。1633年，他被罗马宗教判刑入狱，1638年，出版了两种新科学的对话,Galileo,逻辑的力量,伽利略的探索之路（知识=观察+实验+思考）困难一没有描述运动所需的概念建立概念速度、平均速度、瞬时速度、加速度,自然界是简单的，一切运动都是以最简单的秩序进行的。,伽利略,速度与位移成正比,假设一,假设二,速度与时间成正比,猜想与假设,若速度与位移成正比,速度-距离图象的斜率有何意义？,数学推理,则可以作出如下图象,逻辑推论,猜想:速度与时间成正比,困难二瞬时速度无法准确测量,为了解决测量瞬时速度的困难，伽利略寻求间接验证的途径（思维的作用）,试想并讨论：,伽利略要做一个怎样的实验，想证明什么？,伽利略在实验中可能会遇到哪些困难？,困难三物体下落很快，很难测定不同位移的时间冲淡重力（思维）为了减缓物体下落速度，伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验,实验设计,铜壶漏滴,伽利略斜面实验,实验验证：伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，伽利略手稿中记录的一组实验数据结果表示为：伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的随着的增大而增大。,困难四、伽利略用斜面实验验证了后，怎样说明落体运动也符合这个规律？,合理外推：随着的增大，s/t2的数值在增大。当=900时，即物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大,结论外推,后人用伽利略的器材重复他的实验时发现：铜球沿斜面滚下，如果斜面倾角超过5度就很难准确计时了。伽利略把他的结论外推至90度是需要很大勇气的，后来他的外推被证实了！,修正推广,如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下落都将一样快。,在科学研究中，懂得忽略什么，有时与懂得重视什么同等重要。-伽利略,重的物体下落得比轻的物体快?,vt,st2,小球在斜面上运动实验,外推至落体运动,对现象的一般观察,提出假设,逻辑(数学)得出推论,对推论进行检验,对假说修正和推广,伽利略的科学方法,“超越”伽利略,现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，采用现代化的仪器设备可以对落体运动精确地“计时”、“定位”，直接研究落体运动的性质。现代研究落体运动的方法：1、“自由落体频闪照片”求加速度2、用打点计时器研究纸带求出加速度3、其它方法（测速计等）,伽利略时代之前，除了偶然发现所带来的发明之外，需要常常在发明之先；伽利略之后，我们看见了为了追求纯粹的知识而进行的科学研究，开始走在实际的应用与发明的前面，并且启发了实际的应用和发明，发明出现之后，又为科学研究与工业发展开辟了新的领域。,W.C丹皮尔（英国）,伽利略运用最大胆的思辨弥补了经验材料之间的空隙，伽利略的方法是理论和实验相结合的方法。伽利略当之无愧的成为近代物理之父,爱因斯坦,真正的物理学开始了,伽利略创立近代科学时用了三个方法：实验方法、数学方法和思想实验方法。在其后的200中，自然科学迅猛发展，涌现出了许许多多物理学巨匠，当人类进入20世纪时，思想实验的方法突然被频繁的运用起来。爱因斯坦创立了相对论，当人们离开伽利略的船舱来到爱因斯坦的火车上时，关于尺缩效应、关于同时的相对性、关于只有在高速世界里才可能发生的奇妙景象，被爱因斯坦用思想实验论述得合情合理。波尔和爱因斯坦关于量子的概率进行争论时，他们用思想实验进行辩论，让人类看到世界上第一流的科学巨匠是怎样畅游在理念的世界里。当今人们建立了大爆炸宇宙模型，当代理论物理学家霍金站在人们面前演讲的时候，谈到世界是十维的，并说了一句意味深长的话：我们看到的世界就是火光照在洞壁上的影子啊！,常听人说，伽利略之所以成为近代科学之父，是由于它以经验的、实验的方法替代思辨的、演绎的方法。但我认为，这种理解是经不起严格审查的，任何一种经验的方法都有其思辨概念和思辨体系；而且任何一种思辨思维，它的概念经过比较仔细的考察之后，都会显露出他们所赖以产生的经验材料。把经验的态度同演绎得态度截然对立起来，那是错误的，而且也不代表伽利略的思想.况且，伽利略所掌握的实验方法是很不完备的，只有最大胆的思辨才有可能把经验材料之间的空隙弥补起来。总而言之，伽利略的方法是理论和实验相结合的方法。,伽利略创立近代科学时用了三个方法：实验方法、数学方法和思想实验方法。爱因斯坦关于尺缩效应思想实验论述波尔和爱因斯坦关于量子的概率进行争论霍金：世界是十维的，我们看到的世界就是火光照在洞壁上的影子！,。,拓展之窗,重物下落引发的两个有趣问题,课题研究,1、亚里士多德是古代伟大的思想家、哲学家，但他在物理方面的结论，如重快轻慢、物体的运动需要力来维持，却是错误的。这是为什么？请带着这个问题去图书馆或上网查找亚里士多德和伽利略的有关资料，做一点关于这两位学者的科学观念、方法、态度等方面的调查。2.STS从伽利略的一生看科学与社会,介绍一本好书,练一练,一物体做自由落体运动,落地速度为40m/s,则下落中最后1s内的位移为少?(g=10m/s2),绵延两千年的蕴育,14世纪的学者奥雷姆物体的速率与下落的时间成正比,15世纪的达芬奇物体在相继相等的时间内下落的距离与序数成正比,伽利略（15641642）：物体在相继相等的时间内下落的距离与奇数成正比,绵延两千年的蕴育,1576年意大利帕都亚的数学家莫勒第的大炮术中的对话,王子：如果从塔顶我们放下两个球，一个是重20磅的铅球，另一个是重1磅的铅球，大球比小球快20倍。作者：我认为理由是充分的，如果有人问我，我一定同意这是一条原理。王子：亲爱的先生，您错了。它们同时到达。我不是只做过一次实验，而是许多次。还有，和铅球体积大致相等到的木球，